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Interaktion zwischen Darmmikrobiom und mukosalem Immunsystem
Unter der Darmbarriere ist ein funktioneller Zusammenschluss von drei Verteidigungsstrukturen zu verstehen, die essenziell sind, um das Eindringen von Mikroorganismen zu verhindern. Das Darmmikrobiom, das mukosale Immunsystem sowie die Darmschleimhaut zählen zu diesen Strukturen.
Das Darmmikrobiom wird größtenteils aus Bakterien gebildet, die eine ausschlaggebende Rolle spielen für die Gesundheit von Mensch und Tier. Sie sind unter anderem in der Lage antibakterielle Stoffe herzustellen, die das Wachstum pathogener Bakterien verhindern und stellen dadurch eine wichtige Rolle in der Abwehrfunktion des Darmes dar.
Das mukosale Immunsystem, auch darmassoziiertes Immunsystem (GALT) genannt, stellt den größten Bereich der Immunabwehr dar und ist funktionell für das Trennen pathogener Organismen von für den Körper nützlichen Organismen zuständig. 1
Interaktion zwischen Darmmikrobiom und mukosalem Immunsystem
Das komplexe intestinale Immunsystem unterscheidet sich in die erworbene Form der Abwehr, sowie in die bereits bestehende „angeborene“ Abwehr. Aufgrund verschiedener Mikroorganismen, die in das Darmlumen eindringen und sich unter anderem in ihrer Pathogenität unterscheiden, sind differenzierte charakterlich unterschiedliche Immunantworten ausschlaggebend. Pathogene Substanzen können dadurch eliminiert werden, Antigene der physiologischen Darmflora und Nahrungsmittelantigene hingegen können unterdrückt werden, um eine lebenswichtige Versorgung des Organismus zu gewährleisten. Eine Interaktion zwischen Bakterien der Darmflora und dem mukosalen Immunsystem ist somit unerlässlich für einen gesunden Organismus. 1
Symbiose und Dysbiose
Die Immunglobuline des Types E und A spielen eine wichtige Rolle bei der Symbiose des Darmmikrobioms mit dem Immunsystem. Das IgE (Immunglobuline E) ist in der Lage das Gewebshormon Histamin aus den Mastzellen freizusetzen. Darauf folgt eine physiologische Abwehrreaktion des Organismus, beispielsweise in Form einer Allergie. Hingegen ist das IgA (Immunglobuline A) im Stande pathogene Mikroorganismen auf der Mukosa zu eliminieren, um Infektionen vorbeugen zu können. Mit Hilfe von Experimenten an Mäusen konnten Wissenschaftler Erkenntnisse über die Wechselwirkung der Darmflora mit dem Immunsystem erlangen. Wichtige Kriterien waren dabei, dass die Mäuse per Kaiserschnitt zur Welt gekommen sind und unter sterilen Bedingungen gehalten wurden. Während der Experimente fanden Wissenschaftler außerdem heraus, dass es zu einem Anstieg der Immunglobuline A und wiederum Abstieg der Immunglobuline E im Darm der Mäuse kam, wenn diese mit bakteriellen Mikroorganismen konfrontiert wurden. Infolgedessen bieten die gebildeten IgA-Antikörper über längere Zeit eine Schutzfunktion für den Körper, gegenüber pathogener Bakterien. Die gebildeten Antikörper passen sich dem Organismus an und bilden wiederum neue Formen von IgA, wenn es zu Veränderungen im Körper kommt (Zusammensetzung der Darmflora). Folglich sind symbiotische Darmbakterien von großer Wichtigkeit, um die Immunabwehr im Körper zu begünstigen.
Im Gegensatz zu der Symbiose kann es bei der Dysbiose zu gesundheitsschädlichen Folgen im Organismus kommen. Das zuvor beschriebene angeborene Immunsystem spielt dabei eine große Rolle, da während der Experimente herausgefunden wurde, dass eine genetische Inaktivierung von spezifischen Rezeptoren der IgA und IgE zu einer negativen Beeinflussung auf die symbiotische Darmflora führt. Die Mäuse entwickelten als Folge unter anderem chronisch entzündliche Darmerkrankungen. 2